Akhir Hayat Sang Surya

 

Di sinilah aku berdiri

Di akhir senja duniawi

Menatapi kematian sang mentari

 Di sinilah aku berdiri

 Di ujung tanduk kehidupan di bumi

 Menyaksikan kepunahan hayati

Di sinilah aku berdiri

Di kegelapan malam yang abadi

Menanti surya yang takkan terbit lagi

Matahari merupakan bintang induk yang menjadi pusat tata surya. Matahari menyusun 99,75% dari total massa keseluruhan tata surya.

Matahari juga berperan besar sebagai sumber utama energi bagi kehidupan di bumi. Tumbuhan membutuhkan sinar matahari untuk melakukan fotosintesis. 

Tanpa adanya sinar matahari tumbuhan akan mati, yang menyebabkan hewan herbivora kehilangan sumber makanan dan juga berujung pada kematian. 

Lalu diikuti oleh kematian hewan-hewan karnivora dan omnivora termasuk juga manusia. Kepunahan besar bakal terjadi bila matahari berhenti bersinar. Dan pasti suatu saat kematian matahari akan terjadi.

Namun jangan khawatir, itu masih akan terjadi dalam 5 miliyar tahun ke depan. Sekarang matahari sudah menjalani hampir setengah dari masa hidupnya. 

Matahari merupakan tipe bintang kuning kerdil (yellow dwarf star) yang masa hidupnya relatif lama, sekitar 10 miliyar tahun, dibandingkan dengan bintang raksasa biru (blue giant star) yang masa hidupnya sekitar 10 juta tahun.

Matahari Menuju Kematiannya

Matahari dan bintang lainnya bersinar karena di dalam inti matahari terjadi reaksi nuklir yang mengubah hidrogen (sebagai bahan bakarnya) menjadi helium. Reaksi ini melepaskan energi serta radiasi ke angkasa.

Reaksi nuklir ini juga menciptakan tekanan radiasi yang mampu menahan agar matahari tidak runtuh akibat gravitasinya sendiri. Sehingga matahari berada pada kesetimbangan.

Matahari berada pada kesetimbangan

Di masa akhirnya, matahari mengalami pengembangan yang begitu besar, menjadi bintang raksasa, fase ini disebut dengan raksasa merah (red-giant phase). 

Matahari akan mengalami dua kali fase raksasa merah dan diselingi fase sub-raksasa (sub-giant phase).

Fase Raksasa Merah Pertama

Lama kelamaan jumlah hidrogen dalam inti matahari akan semakin sedikit dan reaksi nuklir yang terjadi dalam inti berkurang. Ini menyebabkan inti matahari berkontraksi akibat gravitasi dan semakin memanas.

Tetapi hal ini malah membuat laju reaksi nuklir hidrogen yang masih tersisa pada inti semakin cepat. 

Akibatnya tekanan radiasi semakin besar dan mampu mengalahkan gravitasi. Sehingga bagian di luar inti mulai mengembang dan matahari menjadi semakin besar. 

Dari saat itu, setengah miliyar tahun ke depan ukuran matahari menjadi dua kali lipat. Dan selama setengah miliyar tahun ke depannya lagi matahari mengembang secara pesat.

Ukuran matahari menjadi begitu besar sampai lapisan terluarnya mencapai orbit planet Venus. Matahari saat itu berada dalam fase raksasa merah (red giant). 

Fase Sub-Raksasa

Setelah semua hidrogen di inti habis, tidak lagi terjadi reaksi nuklir dalam inti matahari, namun reaksi fusi hidrogen masih terjadi pada lapisan luar di sekitar inti. 

Akibatnya ukuran matahari kembali mengecil sampai 10 kali ukuran matahari saat ini. Begitu juga inti yang terdiri dari helium ini juga ikut mengecil akibat gravitasinya sendiri.

Seiring mengecilnya inti, kerapatannya juga semakin meningkat dan menyebabkan tekanan dan temperatur semakin tinggi. Ketika mencapai temperatur sekitar 100 juta Kelvin, kembali terjadi reaksi nuklir. 

Helium dalam inti matahari mulai melakukan reaksi fusi membentuk karbon dan oksigen. Proses ini terjadi selama sekitar 100 juta tahun.

Fase Raksasa Merah Kedua

Sama seperti sebelumnya, ketika jumlah helium makin sedikit laju reaksi nuklir akan semakin cepat dan membuat matahari kembali mengembang, bahkan menjadi besar dari yang sebelumnya.

Ukurannya kali ini mencapai orbit bumi dan berada pada fase akhir. Fase raksasa merah kedua ini berlangsung selama puluhan juta tahun.

Matahari mengembang menjadi lebih besar.
Kredit : Astronomy : Roen Kelly, after Klaus-Peter Schroeder and Robert Cannon Smith

Matahari yang sudah mengembang begitu besar membuat kerapatannya berkurang secara signifikan.

Pada akhirnya gaya gravitasinya tak lagi memiliki pengaruh yang kuat dan menyebabkan bagian luarnya bakal bercerai-berai menyisakan inti yang tak lagi melakukan reaksi nuklir. Dan matahari berakhir sebagai planetary nebula.

Nubula Cincin Selatan yang dilihat dari James Webb Space Telescope, merupakan planetary nebula yang berjarak 2500 tahun cahaya.
Sumber : jwst.nasa.gov

Matahari kini telah menemui ajalnya, meninggalkan bangkai inti yang masih bersinar dengan begitu redup. Ini disebut sebagai bintang katai putih (white dwarf). 

Dan pada akhirnya katai putih ini pun juga akan berhenti bersinar dan menjadi katai hitam (black dwarf).

Nasib Kehidupan di Bumi

Selama masa hidupnya, kecerahan matahari meningkat sebesar 1% tiap 100 juta tahun. Ini menyebabkan suhu di bumi meningkat secara perlahan.

Menuju fase raksasa merah, kecerahannya meningkat lebih cepat. Ini akan membuat es yang ada di kutub mencair dan naiknya permukaan air laut.

Ketika matahari mencapai fase raksasa merah, suhu di bumi sudah sangat tinggi dan cukup untuk menguapkan seluruh air di permukaan bumi. Bumi yang begitu panas dan gersang menjadi tak layak lagi bagi kehidupan.

Ilustrasi ketika matahari menjadi raksasa
Sumber : Man of Steel

Pada fase raksasa merah kedua, planet Merkurius dan Venus sudah ditelan oleh matahari. 

Sedangkan Bumi berada di lapisan luar matahari. Bumi terus menerus tebakar dan mustahil bagi kehidupan untuk bertahan.

Ketika matahari memgembang, kerapatannya makin berkurang dan ini membuat gravitasinya juga melemah. Akibatnya, orbit planet-planet juga ikut meluas menjauhi matahari.

Jika laju pengembangan matahari cukup lambat, maka Bumi punya peluang untuk selamat dari lahapan matahari saat ia mengembang.

Ketika matahari berada pada fase raksasa merah, zona layak huni bagi kehidupan (habitable zone) yang pada mulanya berada di area sekitar orbit Bumi dan Mars, begeser ke sekitar area orbit Jupiter sampai Neptunus.

Zona layak huni bergeser saat matahari mengembang.
Kredit : Ramses Ramirez

Jika kelak kita sudah bisa berpindah dari planet Bumi yang sudah tak layak huni, tempat yang cocok untuk ditinggali adalah di salah satu bulan dari planet Jupiter, Saturnus, Uranus dan mungkin juga Neptunus.

Ini bisa jadi harapan terakhir bagi umat manusia sebelum matahari akhirnya menjadi tiada dan tak lagi bisa menopang kehidupan di tata surya.